JPS63308196A - トンネルの掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は営業線の鉄道のトンネルの拡幅工事などで用い
られる、トンネルの掘削装置に関するものである。

〈従来の技術〉 現代社会においては交通量の増加に伴い、道路幅の拡幅
や、電車の車体の拡大または高速化などが、必要不可欠
のものとなっている。

このような状況下において、必然的にトンネルの拡幅工
事も頻繁に行われるようになった。

従来のトンネルの拡幅工事においては、トンネルのコン
クリートを広範囲に剥離してしまうため、周囲の地山が
崩壊してしまうおそれがあり、作業の安全性が損なわれ
る。

また、特に営業線の鉄道などのトンネルの拡幅工事の場
合には、終電から始発までの限られた短時間のうちに作
業を行う必要があるため、効率よく安全に作業すること
は非常に困難であった。

そこで、上記のような問題点を解決するため、従来、次
のようなトンネルの拡幅方法が行われている。

以下、図面を参照しながら説明する。

（１）削孔（第４図） 拡幅を行うトンネル１のコンクリート１１の内周面から
、コンクリート１１の周囲に位置する地山２の内部まで
、掘削機により孔１２を複数削孔する。

トンネル１の拡幅範囲は、地山２の削孔深さによって決
定するため、答礼１２は所定の深さで等しく削孔する。

孔１２の開口面積はできるだけ大きく開口し、後にコン
クリート１１を除去する面積を小さくして、コンクリー
ト１１の除去作業を容易に行えるようにする。

しかし孔１２の開口面積を大きくした場合には、周囲の
土砂が崩壊しやす（なるため、後述するロックボルト３
の定着時に、開口面積より僅かに小さいプレート（図示
しない）などを併用し、地山２を押さえて補強する。

また地山２の強度によっては、開口面積が大きすぎると
、同様に周囲の土砂が崩壊しやす（なる場合があるため
、後述するロックボルト３が愛着できる程度の小さい面
積の孔１２を開口する。

また、孔１２の削孔間隔及び削孔数は、後述するように
、孔１２内に定着するロックボルト３によって周囲の地
山２の崩壊を防止でき、しかもコンクリート１１を剥離
できるだけの所定の削孔間隔及び削孔数を、力学計算に
より算出し、コンクリート１１の全内周面に渡って削孔
する。

（２）ロックボルトの定着（第４図） 各孔１２内にロックボルト３を挿入し、ロックボルト３
を地山２内に打ち込む。

そして、コンクリート１１を除去したときに、周囲の地
山２が崩壊しないだけの所定の緊張力をロックボルト３
に与え、支圧板３１で定着する。

このとき、前述のように地山２の崩壊の防止のため、プ
レートなどを併用して取り付けることがある。

（３）コンクリートの除去（第５図） 必要に応じて孔１２内にロックボルト３を定着した後、
孔１２間のコンクリート１１に小さい破壊穴１３を開設
する。

そして、その破壊穴１３内にせり矢１４などを差し込み
、周囲のコンクリート１１を破壊し、除去する。

（４）露出地山の除去（第６図） コンクリート１１を除去して露出した、露出地山２１を
コンクリート１１と同様にせり矢１４などで破壊して、
除去する。

そのため、拡幅前のコンクリート１１の外周面から、露
出地山２１を除去して露出した地山２までの輻りだけ、
拡幅したことになる。

（５）コンクリートの打設（第７図） 露出地山２１をすべて除去した後、ロックボルト３を定
着させたまま、露出した地山２の表面に新たにコンクリ
ート１１を打設して拡幅工事を終了する。

コンクリート１１を新たに打設するときには、ロックボ
ルト３とは別に、トンネル１内に長めに露出するロック
ボルトを地山内に打ち込み、その露出部分にアーチ状に
支保材を組み立てる。

そして、その支保材の外表面に沿って型枠を位置させ、
その型枠と地山２との間の空間にコンクリート１１を打
設する方法が考えられる。

また、上記のように別のロックボルトを打ち込む代わり
に、地山２の崩壊防止のために打ち込んだロックボルト
３を、トンネル１内に長めに露出させ、その露出部分に
同様に型枠を組み立て、コンクリート１１を打設する方
法も考えられる。

以上のような従来技術には、トンネルの周囲の地山の崩
壊を防止して、安全、確実、迅速にトンネルの拡幅工事
を行うことができるという効果がある。

く本発明の目的〉 本発明は従来のトンネルの拡幅工事などの場合において
、トンネルのコンクリートの掘削を、迅速、容易、確実
に行うことができるトンネルの掘削装置を提供すること
を目的とする。

く本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

なお、本実施例ではトンネルの拡幅工事を例に挙げて説
明する。

くイ〉台車（第１．２図） 台車４は車輪４１を有し、トンネル１内に敷設されたレ
ール１５上を走行可能に構成しである。

台車４の四隅には、それぞれアウトリガ−４２を下方に
向けて取り付ける。

そして、台車４上には、トンネル１の延長方向の両縁部
に沿って、断面Ｈ形のレール材４３をそれぞれ取り付け
る。

く口〉スライド板（第１．２図） スライド板５は、トンネル１の延長方向にスライドでき
るように、台車４上に取り付けた板状体である。

スライド板５の下面には、上記レール材４３と嵌合する
ように、断面Ｃ形を有する嵌合部材５１を２箇所に取り
付ける。

これによってスライド板５は、レール材４３上をスライ
ドすることができる。

なおスライド板５は油圧装置などによって、スライドさ
せることが考えられる。

くハ〉ターンテーブル ターンテーブル６は、スライド板５上に回転軸などによ
って連結し、モーターなどで回転することができる円盤
である。

く二〉ブーム上下アーム ブーム上下アーム７は、トンネル１の円周方向に回転で
きるように、固定アーム７１の上端部に、回転ロッド７
２によってその一端を軸支した板状体である。

固定アーム７１は、ターンテーブル６上に固定され、上
方に突出する板状体である。

そして第２図示すように、二つの固定アーム７１を、所
定の間隔をおいて並行にターンテーブル６上に固定し、
それぞれの上端部にブーム上下アーム７を連結する。

所定の間隔をおいて並行に位置する二つのブーム上下ア
ーム７の対向面には、各ブーム上下アーム７を連結する
ために、連結ロッド７３を横架させる。

この連結ロッド７３には、ブーム上下ジヤツキ７４が軸
支されており、ブーム上下ジヤツキ７４の一端はターン
テーブル６上に軸支されている。

そのため、油圧などでブーム上下ジヤツキ７４を伸縮さ
せることによって、ブーム上下アーム７は回転ロッド７
２を中心に、トンネル１の円周方向に回転することがで
きる。

くホ〉カッターブーム カッターブーム８は一方端にカッターヘッド８１を有し
、他方端部は二つのブーム上下アーム７間に位置する。

そして、二つのブーム上下アーム７の自由端とカッター
ブーム８とを、揺動′ロッド７５により軸支する。

カッターブーム８にはモーターが内蔵されており、その
モーターによってカッターヘッド８１が回転し、コンク
リート１１を掘削することができる。

カッターヘッド８１は、第１．２図に示すように、カッ
ターブーム８の軸芯を中心に回転し、円形の孔１２を掘
削する場合と、第３図に示すように、カッターブーム８
の軸芯と直角方向の軸芯を中心に回転し、帯状のコンク
リート１１を掘削する場合とが考えられる。

このカッターブーム８は、油圧式などで作動するブーム
伸縮ジヤツキ８２によって伸縮可能に構成されているた
め、その先端に取り付けたカッターヘッド８１は、カッ
ターブーム８の軸方向に往復運動を行う。

くへ〉ブーム位置補正ジヤツキ ブーム位置補正ジヤツキ８３は、一端をカッターブーム
８に、他端をブーム上下アーム７にそれぞれ軸支した油
圧式などで作動するジヤツキである。

このブーム位置補正ジヤツキ８３を伸縮させると、第１
図に示すように、カッターブーム８は揺動ロッド７５を
中心に振り子のように移動し、コンクリート１１の削孔
位置を微妙に調整することができる。

く本発明の装置による掘削方法〉 まず、トンネル１内に敷設されたレール１５上に、本発
明の装置を載置する。

このとき各アウトリガ−４２を地盤に到達するまで伸長
させ、コンクリート１１の掘削作業時に、台車４が転倒
したり位置がずれたりしないように、地盤に反力をとる
。

次に、ターンテーブル６を回転させて、カッターヘッド
８１がコンクリート１１側に向くように位置させる。

また、ブーム上下ジヤツキ７４を伸縮させ、ブーム上下
アーム７をトンネル１の円周方向に回転させて、カッタ
ーブーム８の円周方向の位置を決定する。

さらに、スライド板５をスライドさせ、カッターブーム
８のトンネル１の延長方向の位置を決定する。

そして、ブーム位置補正ジヤツキ８３を伸縮させて、カ
ッターブーム８の微妙な位置補正をした後、カッターヘ
ッド８１を回転させながら、ブーム伸縮ジヤツキ８２を
伸長させて、地山２の内部まで所定の深さで掘削する。

隣の路線の壁面のコンクリート１１を掘削する場合には
、ターンテーブル６を１８０度回転させて同様に行う。

くその他の実施例１〉 以上はトンネルの拡幅工事において本発明の装置を使用
した場合について説明したが、その他の場合として、ト
ンネルの補修工事においても使用することができる。

まず、本発明の装置を用いて、トンネル１のコンクリー
ト１１の内面から地山２の表面まで複数の孔１２を削孔
する。

即ち、上記実施例と異なり、コンクリート１１のみを削
孔して、地山２は削孔しない。

次に、孔１２内にロックボルト３を挿入して地山２に定
着し、孔１２間のコンクリート１１のみを除去する。

そして、露出した地山２に新たにコンクリート１１を打
設する。

く本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるので、次のような効果
を期待することができる。

くイ〉本発明の装置のブームカッターは、ジヤツキによ
りトンネルの円周方向の位置を決定でき、かつスライド
機構によりトンネルの延長方向の位置の決定をすること
ができる。

そのため、ブームカッターを搭載した台車を所定の位置
に設置すれば、台車を移動させずに、広範囲のコンクリ
ートを掘削することができる。

従って、掘削位置を変えるごとに装置全体を移動させる
必要がな（、作業時間の短縮が可能であるとともに、作
業を容易に行うことができる。

その結果、前述のように営業線の鉄道のトンネルの拡幅
工事などにおいて、終電から始発までの限られた短時間
のうちに作業を行う必要がある場合においても、十分対
応することができる。

く口〉ターンテーブルを回転させることによって、隣の
路線の壁面のコンクリートを掘削することができる。

そのため、台車を隣の路線に移動させる時間と手間を省
くことができる。

くハ〉カッターブームはジヤツキによって伸縮可能に構
成されている。

そのため、コンクリートの掘削深さを自由に調節するこ
とができる。

従って、本発明の装置は部品などを交換することなく、
そのままの状態でトンネルの拡幅工事の他に、補修工事
などを行うことができる。

く二〉カッターブームはジヤツキによって、微妙に位置
を修正することができる。

そのため、正確なコンクリートの掘削をすることができ
る。

くホ〉台車にはアウトリガ−が取り付けてあり、コンク
リートの掘削作業時に、台車が転倒したり位置がずれた
りしないように、地盤に反力をとことができる。

そのため、作業を安全に行えるとともに、安定した状態
で正確にコンクリートの掘削をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の装置の一実施例の説明図第２図：本発
明の装置の斜視図 第３図：その他のカッターヘッドの説明図第４〜７図：
従来技術の説明図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トンネル内に敷設したレール上を走行可能であって、ア
   ウトリガーを有する台車と、 台車上に、トンネルの延長方向にスライド可能に取り付
   けたスライド板と、 スライド板上に回転可能に取り付けたターンテーブルと
   、 ターンテーブル上に、ジャッキによってトンネルの円周
   方向に回転可能に取り付けたアームと、 アームの自由端に軸支し、ジャッキによって伸縮可能な
   カッターブームと、 両端部をカッターブームとアームに軸支したジャッキと
   よりなる、 トンネルの掘削装置